智能控制翻译..
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人工智能的实现方法一、人工智能的基本概念人工智能(Artificial Intelligence,简称AI)是指通过计算机模拟人类智能的理论、方法、技术和应用系统。
它是计算机科学、信息科学、数学、心理学等多个学科交叉发展而成的新兴领域,旨在让计算机具备类似人类的感知、思考、决策和行动能力。
二、人工智能的实现方法1. 机器学习机器学习(Machine Learning)是一种让计算机自主获取知识和技能的方法。
它通过对大量数据进行分析和处理,从中提取规律和特征,并将这些经验性知识应用到新的问题中。
常见的机器学习算法包括决策树、支持向量机(SVM)、神经网络等。
2. 深度学习深度学习(Deep Learning)是一种基于神经网络模型的机器学习方法。
它通过多层次的神经元连接构建复杂的非线性模型,并使用反向传播算法进行训练和优化。
深度学习已经在图像识别、语音识别等领域取得了重大突破。
3. 自然语言处理自然语言处理(Natural Language Processing,简称NLP)是一种让计算机理解和处理人类语言的技术。
它涉及到文本分析、语义理解、信息抽取等多个方面,可以用于机器翻译、智能客服、情感分析等应用。
4. 机器视觉机器视觉(Computer Vision)是一种让计算机模拟人类视觉系统的技术。
它可以从图像或视频中提取出有用的信息,并进行分析和识别。
常见的应用包括人脸识别、车牌识别、物体检测等。
5. 专家系统专家系统(Expert System)是一种基于知识库和推理引擎的人工智能应用。
它通过收集领域内专家的知识和经验,建立起一个规则库,并使用推理引擎来解决问题。
专家系统可以应用于医疗诊断、金融分析等领域。
6. 智能控制智能控制(Intelligent Control)是一种基于人工智能技术实现自主控制的方法。
它可以根据环境变化和目标要求,自主调整行为策略和决策,实现自适应控制和优化控制。
智能控制可以应用于自动驾驶、智能家居等领域。
小爱同学功能
小爱同学是一款人工智能助手,具有多种强大的功能,能够为用户提供便捷而高效的服务。
下面将介绍小爱同学的几个主要功能。
1. 语音助手:小爱同学支持语音交互,用户只需用语音命令即可完成各种操作,如打电话、发送短信、查询天气、播放音乐等。
这样,用户不仅可以从繁琐的操作中解放出来,更能享受到便捷的使用体验。
2. 实时翻译:小爱同学内置了强大的翻译引擎,用户只需将需要翻译的语句输入或用语音输入,小爱同学即可将其翻译成目标语言,并将结果返回给用户。
这使得用户在国际间的交流中更加方便快捷。
3. 智能家居控制:小爱同学能够连接智能家居设备,如智能灯泡、空调、扫地机器人等,通过语音指令来实现远程控制。
用户只需说出要求,小爱同学即可根据指令控制智能设备的开关、调整温度、进行清洁等操作,提高生活的舒适度。
4. 生活助手:小爱同学能够提供许多有关生活的实用信息,如查询火车票、飞机票、酒店预订等。
用户只需要简单地提出需求,小爱同学即可迅速为用户提供相关信息,让用户省时省力又省心。
5. 娱乐休闲:小爱同学内置了丰富的娱乐功能,如音乐播放、笑话分享、游戏推荐等。
用户可以通过语音指令让小爱同学为
自己播放喜欢的音乐、讲解搞笑笑话、推荐有趣的游戏等,让用户在繁忙的生活中找到片刻的轻松和娱乐。
总之,小爱同学拥有众多实用的功能,可以为用户提供便捷高效的服务,让用户的生活更加方便、轻松、有趣。
小爱同学凭借其智能语音交互、实时翻译、智能家居控制、生活助手以及娱乐休闲等功能,赢得了众多用户的喜爱和信赖,并将继续努力不断升级和改进自身的功能,为用户带来更好的使用体验。
人工智能的应用文献综述人工智能(Artificial Intelligence,AI)是一种通过模拟人类智能来实现自主适应、学习、推理、创造等智能活动的技术。
随着计算机性能和算法的不断提升,人工智能已经成为众多领域的研究热点,包括自然语言处理、视觉识别、智能控制等。
一、自然语言处理方面:自然语言处理(Natural Language Processing,NLP)是一种涉及自然语言的计算机科学领域,目的是让计算机能够理解、解释并生成人类语言。
目前,人工智能在自然语言处理领域的应用十分广泛。
1. 谷歌开发的BERT:BERT可以根据上下文进行自然语言理解,处理自然语言任务。
比如,关键词提取、文本分类、问答系统等。
2. OpenAI发布的GPT-2:GPT-2是一种基于深度学习和强化学习的机器人,可以生成自然的文本复述、翻译和分析数据。
二、视觉识别方面:视觉识别也是人工智能重要的方向之一,其应用范围广泛,例如图像分析、人脸识别、无人机、自动驾驶等等。
1. 阿里云Face++:Face++可以实现人脸识别、人脸比对、性别年龄预测、人体姿势识别等功能,广泛应用于金融、物流、社交等领域。
2. 北京智云龙通过图像技术,将普通医学影像数据处理为全息式声像图,为医疗部门提供了更高效、更准确的分析手段。
三、智能控制方面:智能控制是人工智能领域中与机器学习和数据挖掘紧密相关的一类研究。
智能控制系统是借助从机器学习和数据挖掘中发掘分析过的数据建立的方法和框架来进行分析和处理。
1. 智能家居控制系统:智能家居控制系统有着很高的普及度,通过智能控制物联网设备的功能,实现对家居设备的远程监控、远程操作等,提高了家居生活的智能化程度。
2. 工业智能化控制系统:通过确定工业生产过程中的关键参数,进行自动化调节控制,使工业生产过程更加智能化,提高了生产效率和产品质量。
总之,人工智能的应用在各个领域都有广泛的应用,包括自然语言处理、视觉识别、智能控制等等。
智能设备新功能介绍智能设备在近年来的快速发展中,不断融入了更多的智能化功能,为我们的生活带来了方便和乐趣。
本文将介绍一些最新的智能设备功能,包括智能家居、智能健康、智能助手等方面的创新功能,以及它们给我们生活带来的改变。
一、智能家居功能智能家居系统以现代化技术为基础,通过无线通信技术和网络连接,实现了对各种家庭设备的自动化控制和智能化管理。
最新的智能家居功能包括:1. 远程智能控制:通过智能手机或者智能音箱等设备,可以随时随地对家中的灯光、电器等进行控制,实现远程开关或调节功能。
2. 家庭安全监控:智能摄像头与智能安全系统结合,可以实时监控家中的安全情况,巡视一切异常动态,并通过手机软件提醒家庭成员。
3. 智能环境调节:智能控制系统可以根据室内温度、湿度等因素智能调节室内环境,保持舒适的居住体验。
二、智能健康功能随着健康意识的提高,智能设备也出现了许多与健康相关的功能,可以实时监测和记录用户的健康状况,为用户提供科学、个性化的健康管理服务。
最新的智能健康功能包括:1. 心率血压监测:智能手环或智能手表可以通过光电传感器来测量用户的心率和血压,帮助用户实时监测身体状况。
2. 睡眠监测:智能床垫或智能手环可以监测用户的睡眠质量和睡眠时间,并生成相应的分析报告,帮助用户改善睡眠习惯。
3. 运动追踪:智能设备内置运动传感器,可以实时追踪用户的运动数据,如步数、卡路里消耗等,帮助用户掌握运动情况。
三、智能助手功能智能助手是指能够通过人工智能技术和语音识别技术为用户提供智能化的语音交互服务的设备。
最新的智能助手功能包括:1. 语音控制家电:用户可以通过智能助手设备,利用语音指令控制家中的各种智能设备,如开关灯、播放音乐等。
2. 信息查询和提醒:智能助手可以回答用户的各种问题,如天气查询、股票行情等,并且可以设置提醒用户的事项,如会议安排、生日提醒等。
3. 语音翻译和实时翻译:智能助手可以实时将用户的语音翻译为其他语言,方便用户在国际交流中的沟通。
智能家居智能家居是利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、依照人体工程学原理,融合个性需求,将与家居生活有关的各个子系统如安防、灯光控制、窗帘控制、煤气阀控制、信息家电、场景联动、地板采暖等有机地结合在一起,通过网络化综合智能控制和管理,实现“以人为本”的全新家居生活体验。
基本介绍智能家居是人们的一种居住环境,其以住宅为平台安装有智能家居系统,实现家庭生活更加安全,节能,智能,便利和舒适。
以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、智能家居-系统设计方案安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统,提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并实现环保节能的居住环境。
又称智能住宅,在国外常用Smart Home表示。
与智能家居含义近似的有家庭自动化(Home Automation)、电子家庭(Electronic Home、E-home)、数字家园(Digital Family)、家庭网络(Home Net/Networks for Home)、网络家居(Network Home)、智能家庭/建筑(Intelligent Home/Building),在我国香港和台湾等地区,还有数码家庭、数码家居等称法。
主要特色2.1随意照明控制随意照明控制,按几下按钮就能调节所有房间的照明,各种梦幻灯光,可以随心创造!智能照明系统具有软启功能,能使灯光渐亮渐暗;灯光调光可实现调亮调暗功能,让你和家人分享温馨与浪漫,同时具有节能和环保的效果;全开全关功能可轻松实现灯和电器的一键全关和一键全开功能,并具有亮度记忆功能。
2.2简单安装智能家居系统可以实现简单地进行安装,而不必破坏隔墙,不必购买新的电气设备,系统完全可与你家中现有的电气设备,如灯具、电话和家电等进行连接。
各种电器及其它智能子系统既可在家操控,也能完全满足远程控制。
2.3可扩展性智能家居系统是可以扩展的系统,最初,你的智能家居系统可以只与照明设备或目前常用的电器设备连接,将来也可以与其他设备连接,以适应新的智能生活需要。
homekit翻译
HomeKit是由苹果公司开发的智能家居平台。
它提供了一种统一的方式,让用户可以通过iPhone、iPad或Apple Watch等苹果设备来控制和自动化各种智能家居设备,如智能灯泡、智能插座、智能门锁等。
HomeKit通过一个集中的应用程序(Home应用)提供了简便的用户界面,使用户可以轻松地组织和管理他们的智能设备,创建自定义场景和自动化规则。
HomeKit的翻译可以是"家庭套件"或"家居套件"。
这个翻译表达了HomeKit的核心概念,即它是一个集成的解决方案,用于连接和控制智能家居设备。
"套件"一词强调了HomeKit的综合性和全面性,它不仅仅是一个应用程序,而是一个完整的生态系统,提供了一系列工具和功能,用于构建智能家居体验。
总结起来,HomeKit是苹果公司的智能家居平台,通过集中的应用程序和一系列工具,让用户能够方便地控制和自动化各种智能家居设备。
它的翻译可以是"家庭套件"或"家居套件",强调了其集成性和全面性。
英语智能翻译人机界面系统设计与研发杜卫卫【摘要】语言翻译智能化是行业科技创新内容,也是英语专业领域研究的重点技术之一。
人机界面系统是英语智能翻译器的核心构成,决定着英语语言翻译结构的准确性。
本文分析了传统翻译存在的不足,总结智能翻译系统的功能特点,提出翻译人机界面系统设计与研发措施。
%Language translation intelligent industry science and technology innovation content,one of the key technology and research in the field of English majors.The human-machine interface system is the core of smart English translator,determines the accuracy of the structure of the English language translation. This paper analyzes the shortage of traditional translation problems,summarizes the characteristics of the intelligent function of translation system,puts forward the design and R &D measures the man-machine interface system.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】3页(P19-20,18)【关键词】英语;智能翻译;人机界面;设计【作者】杜卫卫【作者单位】渤海大学大学外语教研部,辽宁锦州,121013【正文语种】中文基于信息科技普及应用背景下,智能翻译器在英语交流方面的应用更加广泛,采用高端信息技术辅助语言转换处理,实现了人类科技的又一次进步。
中国人工智能的应用场景:
中国人工智能的应用场景非常广泛,以下是一些常见的应用场景:
1.语音识别:智能语音助手、语音翻译、语音搜索等。
2.自然语言处理:智能客服、智能写作、智能翻译等。
3.计算机视觉:人脸识别、图像识别、视频分析等。
4.机器学习:推荐系统、广告推荐、风险控制等。
5.自动驾驶:自动驾驶汽车、智能交通管理等。
6.智能家居:智能家居控制、智能家电等。
7.医疗健康:医疗影像诊断、智能诊断辅助、健康管理等。
8.金融服务:智能投资、智能风险控制、智能客服等。
9.教育培训:智能教育、在线学习、智能辅导等。
10.游戏娱乐:智能游戏、虚拟现实等。
智能语音控制机器人的说明书智能语音控制机器人说明书一、产品介绍智能语音控制机器人是一款先进的人工智能产品,它通过语音识别和人工智能算法,能够理解用户的指令,并作出相应的动作和回应。
它拥有丰富的功能和广泛的应用场景,可以为用户提供便捷的生活和工作体验。
二、产品特点1. 高度智能化:采用先进的语音识别和人工智能算法,能够准确理解用户的指令,实现真正的语音交互。
2. 多功能应用:可以用于家庭助理、智能家居控制、学习辅助、娱乐休闲等多种场景,满足用户的多样化需求。
3. 可扩展性强:支持第三方开发,用户可以通过编写代码为机器人增加自定义功能,满足个性化需求。
4. 人性化设计:机器人外观简约大方,配备了高清触摸屏和多功能按钮,操作简单方便。
三、基本操作指南1. 电源开关机器人的电源开关位于机器人底部,用户可以通过按下电源开关键将机器人开启或关闭。
2. 语音唤醒在机器人开启状态下,用户可以通过说出预设的唤醒词,例如:“小狗狗”,机器人将进入待命状态,并等待用户的指令。
3. 语音指令用户可以直接对机器人说出指令,例如:“小狗狗,播放音乐”、“小狗狗,打开窗帘”等。
机器人将根据指令执行相应的操作。
4. 触摸屏操作机器人设有高清触摸屏,用户可以通过触摸屏来选择功能、调整设置等。
触摸屏操作非常直观,用户可根据屏幕指引完成相关操作。
四、主要功能介绍1. 语音助手机器人搭载智能语音助手,可以为用户提供天气查询、时间提醒、翻译、新闻播报等实用功能。
2. 智能家居控制机器人与智能家居设备兼容,用户可以通过语音指令控制家居设备的开关、调节灯光和温度等。
3. 学习辅助机器人配备了丰富的学习资源,用户可以通过机器人进行知识问答、英语学习等,提升自身知识水平。
4. 娱乐休闲机器人具备音乐播放、笑话讲解、故事讲述等娱乐功能,用户可以通过与机器人互动来获得愉悦的娱乐体验。
五、注意事项1. 保持通信畅通:在使用语音机器人时,请确保机器人与无线网络的连接稳定,以保证语音识别和功能执行的顺畅。
浙江师范大学本科毕业设计(论文)外文翻译译文:节能制冷摘要:本为介绍一种家居冰箱,每天用电大约0.1度的电。
提供卓越的冰箱食品保存的表现,因为在其内部的温度波动日常使用过程中自然减少。
这款冰箱比一般家居市场上的冰箱能量效率好10到20倍。
而其中目前而言,最大的问题是如何提高能源效率和食品保护。
家庭生活中的冰箱已经是人们的生活习惯,而不是技术成本。
卧式冰柜各种市场上的制冷设备表明,设计良好的冰柜每天消耗电力的多少和冰箱的体积相比较,即冷冻室和外部的温差的大小(其内部有多少冷却器决定)。
虽然冰柜通常有更好的保温和更大的蒸发器比冰箱,还有另一个重要原因是他们的效率。
而垂直门的制冷设备本身的效率就不高。
而当我们打开一个立式冰箱的门——这时冷空气就会溢出,只是因为房间中空气的温度比他本身的温度高。
当我们打开一个卧式冰柜——这时冷空气会停留在里面,是因为他重于房间空气的温度。
任何在垂直门泄露的寒气(没有任何门是完美的)对于冰箱的效率会造成重大的损失。
与此相反,即使我们打开卧式冰柜的大门,冷空气由于自身重量还会留在里面。
制冷设备的设计和市场上营销的垂直门都是针对自然中的寒冷空气。
我们应该适用他的工作性质而不是极力的反对他。
只要有一个高效的“卧式冰柜”即可。
相应的接触后发现一些领先的冰箱制造商并没有测试过冰箱的冰柜,所以我决定自己来进行测试。
我买了一个精心设计的卧式冰柜(Vestfrost SE255与600A的卧式冰柜制冷剂),并把其装在一个冰箱里。
冷冻式转换冰箱主要区别冰柜和一个普通冰箱保持温度两者之间的区别。
其中冷冻式维持零点温度(结冰温度)低至-25℃,而冰箱的操作介于4℃和10℃之间。
因此,用冷冻机的方法来改变冰箱的温度控制。
而不是用来干扰冰箱的温度,我决定恒温时切断电源来安装外置温度控制器,使温度达到我所选择的温度。
如图1为说明框图。
图1 说明框图接线图(如图1)是一个很简单的图。
其中温控器继电器消减冰箱的功耗。
外文资料与中文翻译外文资料:Intelligent thermal energy meter controllerAbstractA microcontroller based, thermal energy meter cum controller (TEMC) suitable for solar thermal systems has been developed. It monitors solar radiation, ambient temperature,fluid flow rate, and temperature of fluid at various locations of the system and computes the energy transfer rate. It also controls the operation of the fluid-circulating pumpdepending on the temperature difference across the solar collector field. The accuracyof energy measurement is ±1.5%. The instrument has been tested in a solar water heatingsystem. Its operation became automatic with savings in electrical energy consumption ofpump by 30% on cloudy days.1 IntroductionSolar water heating systems find wide applications in industry to conserve fossil fuel like oil, coal etc. They employ motor driven pumps for circulating water with on-offcontrollers and calls for automatic operation. Reliability and performance of the system depend on the instrumentation and controls employed. Multi-channel temperature recorders, flow meters, thermal energy meters are the essential instruments for monitoring andevaluating the performance of these systems. A differential temperature controller (DTC) is required in a solar water heating system for an automatic and efficient operation ofthe system. To meet all these requirements, a microcontroller based instrument wasdeveloped. Shoji Kusui and Tetsuo Nagai [1] developed an electronic heat meter formeasuring thermal energy using thermistors as temperature sensors and turbine flow meter as flow sensor.2 Instrument detailsThe block diagram of the microcontroller (Intel 80C31) based thermal energy meter cum controller is shown in Fig. 1. RTD (PT100, 4-wire) sensors are used for the temperaturemeasurement of water at the collector field inlet, outlet and in the tank with appropriate signal conditioners designed with low-drift operational amplifiers. A precision semiconductor temperature sensor (LM335) is used for ambient temperature measurement. A pyranometer, having an output voltage of 8.33 mV/kW/m2, is used for measuring the incident solar radiation. To monitor the circulating fluid pressure, a sensor with 4–20 mA output is used. This output is converted into voltage using an I-V converter. All these outputsignals are fed to an 8-channel analog multiplexer (CD4051). Its output is fed to adual-slope 12-bit A/D converter (ICL7109). It is controlled by the microcontroller through the Programmable Peripheral Interface (PPI-82C55).Fig. 1. Block diagram of thermal energy meter cum controller.A flow sensor (turbine type) is used with a signal conditioner to measure the flowrate. Its output is fed to the counter input of the microcontroller. It is programmed tomonitor all the multiplexed signals every minute, compute the temperature difference,energy transfer rate and integrated energy. A real-time clock with MM58167 is interfacedto the microcontroller to time-stamp the logged data. An analog output (0–2 V) is provided using D/A converter (DAC-08) to plot both the measured and computed parameters. A 4×4 matrix keyboard is interfaced to the microcontroller to enter the parameters like specificheat of liquid, data log rate etc. An alphanumeric LCD display (24-character) is alsointerfaced with the microcontroller to display the measured variables. The serialcommunication port of the microcontroller is fed to the serial line driver and receiver(MAX232). It enables the instrument to interface with the computer for down-loading thelogged data. A battery-backed static memory of 56K bytes is provided to store the measured parameters. Besides data logging, the instrument serves as a DTC. This has been achievedby interfacing a relay to the PPI. The system software is developed to accept thedifferential temperature set points (ΔT on and ΔT off) from the keyboard. An algorithmsuitable for on-off control having two set-points is implemented to control the relays.3 Instrument calibrationThe amount of energy transferred (Q) is :Where = mass flows rate of liquid kg/s ; V = volumetric flow rate (l/h) ; ρ= density of water (kg/l) ; Cp = specific heat (kJ/kg°C); and ΔT = temperature difference between hot and cold (°C).The accuracy in energy measurement depends on the measurement accuracy of individual parameters. Temperature measurement accuracy depends on the initial error in the sensorand the error introduced due to temperature drifts in the signal conditioners and the A/D converter. The temperature sensor is immersed in a constant temperature bath (HAAKE B ath-K, German), whose temperature can be var ied in steps of 0.1°C. A mercury glass thermometer (ARNO A MARELL, Germany) with a resolution of 0.05°C is also placed along with PT100 sensor in the bath. This is compared with the instrument readings. The accuracy of the instrument in temperature measurem ent is ±0.1°C. Hence, the accuracy in differential temperature measurement is ±0.2°C.The flow sensor having a maximum flow rate of 1250 l/h is used for flow measurement.It is calibrated by fixing it in the upstream of a pipeline of length 8 m. The sensor output is connected to a digital frequency counter to monitor the number of pulses generated withdifferent flow rates. Water collected at the sensor outlet over a period is used forestimating the flow rate. The K-factor of the sensor is 3975 pulses/l. The uncertaintyin flow measurement is ±0.25% at 675 l/h. Uncertainties in density and specific heat ofwater are ±0.006 kg/l and ±0.011 kJ/kg°C respectively.Maximum amount of energy collection (Q) = 675×0.98×4.184×15/3600 = 11.53kW. Uncertainty in energy measurementωq/Q = [(ωv/V)2 + (ωρ/ρ)2 + (ωcp/Cp)2+(ωt/T )2]1/2.Inaccuracy in electronic circuitry is ±0.03 kW.The net inaccuracy in energy measurement is ±1.5%4 Field testThe instrument is incorporated in a solar water heating system as shown in Fig. 2.It consists of five solar flat plate collectors having an absorber area of 1.6 m2 each. The absorber is a fin and tube extruded from aluminium and painted with matt black paint. The collectors are mounted on a rigid frame facing south at an angle equal to the latitude of Bangalore (13°N). They are arranged in parallel configuration and connected to athermally insulated 500 l capacity storage tank. A 0.25 hp pump is used for circulatingthe water through the collector field. All the pipelines are thermally insulated. Thetemperature sensors and the flow sensor are incorporated in the system as shown in Fig.2. The data on solar radiation, ambient temperature, water flow rate, solar collector inlet and outlet temperatures and the system heat output are monitored at regular intervals.Fig. 2. Solar water heating system with thermal energy meter cum controller.The performance of the solar water heating system with TEMC on a partial cloudy dayis shown in Fig. 3. It is observed that DTC switched OFF the pump around 14:40 h as thereis no further energy gain by the collector field. This in turn reduced the heat lossesfrom the collector to ambient. Experiments are conducted with and without DTC o n both sunny and cloudy days. The DTC operated system shows the savings in electrical energy by 30%on a partial cloudy day and 8% on a sunny day. The variation in system output with andwithout DTC i s around 3%. Thus the controller has not only served as an energy conservation device, but also switches ON/OFF the system automatically depending on the availabilityof solar radiation. The collector field output (shown in Fig. 3) is calculated by measuring the fluid flow rate using volumetric method and the temperature difference with anotherpair of standard thermometers. It is 16.86 kWh. It is compared with the instrument reading 17.18 kWh. Thus, the deviation is 1.9%. Fig. 3 shows that the solar collector fieldefficiency is 54% when the incident solar irradiation is 31.75 kWh.Fig. 3. Performance of SWH system with TEMC on a partial cloudy day.5 Concluding remarksTEMC is used as on-line instrument in solar water heating systems for the measurement of thermal energy, temperature, flow rate with simultaneous control on the operation ofthe pump t o save electrical energy and enhance the thermal energy collection. Since several options are provided in the instrument, it can be used for monitoring the energy transfer rate in other thermal systems.AcknowledgementsThe authors are thankful to Department of Science and Technology, Govt. of India forproviding the financial assistance to carry out the above work.References1. Shoji Kusui, Tetsuo Nagai. An electronic integrating heat meter. IEEE Trans. onInstrumentation and Measurement, 1990;39(5):785-789.中文翻译:智能热能表控制器摘要适用于太阳能热系统的单片机热能表控制器(TEMC)已经研制成功。
外文原文Single-chip microcomputer1. the introduction of the singlechip microcomputerThe singlechip is one kind of integrated circuit chip, which uses the ultra large-scale technology and has the data-handling capacity (for example arithmetic operation, logic operation, data transfer, interrupt processing) the microprocessor (CPU), random access data-carrier storage (RAM), read-only program memory (ROM), input output circuit (I/O), possibly also includes fixed time the counter, serial passes unguardedly (SCI), demonstration actuation electric circuit (LCD or LED actuation electric circuit), pulse-duration modulation electric circuit (PWM), simulation multichannel switch and A/Electric circuit and so on D switch integrates to together the monolith chip on, constitutes to be smallest the computer system which however consummates. These electric circuits can under the software control accurate, be rapid, highly effective complete the procedure designer preset the duty. From this looked that, singlechip has the function which the microprocessor does not have, it may alone complete the intellectualization control function which the modern industry control requests, this is singlechip biggest characteristic. However singlechip also is different with the single trigger, the chip before the development, it only has the function greatly strengthened ultra large scale integrated circuit, if entrusts with it the specific procedure, it then is youngest, the integrity microcomputer control system, it (PC machine) has the essential difference with the single trigger or the personal computing, singlechip application belongs to the chip level application, needs the user to understand singlechip chip the structure and the command system as well as other integrated circuit application technologies and the system design need theory and technology, with such specific chip design application procedure, thus causes this chip to have the specific function.The different singlechip has the different hardware characteristic and the software characteristic, namely their technical characteristic is different, the hardware characteristic is decided by singlechip chip internal structure, the user must use some kind of singlechip, must understand whether this product does satisfy the characteristic target which the need the function and the application system requests. Here technical characteristic including function characteristic, control characteristic and electrical specification and so on, these information needs to obtain from in theproduction merchant technical manual. The software characteristic is refers to the command system characteristic and the development support environment, theinstruction characteristic is singlechip addressing way which we is familiar with, the data processing and the logical processing way, input-output characteristic and to power source request and so on. The development support environment is compatible and the probability including the instruction, supports the software (to contain may support development application procedure software resources) and the hardware resources. Must use some model singlechip to develop own application system, master its structure characteristic and the technical characteristic is that we need.. Singlechip control system could substitute for before uses control system which the complex electronic circuit or the digital circuit constituted, might the software control realizes, and could realize the intellectualization, now singlechip control category omnipresent, for example correspondence product, domestic electric appliances, intelligent instrument measuring appliance, process control and special-purpose control device and so on, singlechip application domain was more and more widespread. Indeed, singlechip application significance is far is not restricted in its application category or from this the economic efficiency which brings, it fundamentally changed the traditional control method and the design thought more importantly. Is controls technical a revolution, is an important milestone.2.The MCU’s development outlineIn 1946 first electronic accounting machine birth until now, only then 50 years, depends upon microelectronic technology and the semiconductor technology progress, from the electron tube - transistor- integrated circuit - large scale integrated circuit, now together on the chip definitely may integrate several million even more than ten million transistor, causes the computer volume slightly, the function is stronger. Specially in the nearly 20 years time, computer technology obtained the rapid development, the computer in the industry and agriculture, the scientific research, the education, the national defense and the aerospace domain has obtained the widespread application, computer technology already was a national modern science and technology level important symbol.Singlechip is born in the 20th century 70's, looks like F8 monolithic microcomputer which Fairchid Corporation develops. The so-called singlechip is uses the large scale integrated circuit technology the central processing element (Center Processing Unit, Also is Chang Cheng CPU) and the data-carrier storage (RAM), theprogram memory (ROM) and other I/O passes integrates unguardedly on together the chip, constitutes a smallest computer system, but modern singlechip then has added on the severance unit, fixed time unit and A/D transformation and so on more complex, more perfect electric circuit, causes singlechip the function more and more formidable, the application is more widespread.The 20th century 70's, microelectronic technology is being at the development phase, theintegrated circuit belongs to the scale development time, each kind of new material new craft not yet mature, singlechip still occupied the primary development phase, the part integration scale also quite small, the function quite was simple, CPU, RAM had generally has also included some simple I/O integrates to the chip on, looks like Farichild Corporation to belong to this type, it also must be joined to the periphery other processing electric circuits just now to constitute the integrity the computing system. The similar singlechip also has Zilog Corporation the Z80 microprocessor. In 1976 INTEL Corporation has promoted the MCS-48 singlechip, this time singlechip is the genuine 8 monolithic microcomputers, and pushes to the market. It is young by the volume, function entire, the price has lowly won the widespread application, has laid the foundation for singlechip development, becomes in singlechip history the important milestone. Under the MCS-48 leadership, after that, each big semiconductor company developed and has developed own singlechip one after another, looked like Zilog Corporation the Z8 series.To the beginning of the 80's, singlechip has developed to the high performance stage, looks like INTEL Corporation the MCS-51 series, Motorola Corporation 6,801 and 6,802 series, Rokwell Corporation 6,501 and 6,502 series and so on, In addition,Japan's famous electrical company NEC and HITACHI all one after another developed had oneself characteristic the special-purpose singlechip. The 80's, world each big company competes to develop the variety multi-purpose strong singlechip, some severaldozens series, more than 300 varieties, this time singlechip belongs approximately truely monolithic, mostly integrated CPU, RAM, ROM, number many I/O connection, many kinds of interruption system, even also has some to bring A/D switch singlechip, function more and more formidable, RAM and ROM capacity also more and more big, the addressing space even may reach 64kB, may say, singlechip developed to a brand-new stage, the application domain has beenmore widespread, many domestic electric appliances moved towards the intellectualized development path which controlled using singlechip. After 1982, 16 singlechips are published, represent the product are INTEL Corporation's MCS-96 series, 16 singlechips compare 8 machine, the data width increased a time, real-time processing ability stronger, the basic frequency is higher, the integration rate had achieved 120,000 transistors, RAM increased to 232 bytes, ROM then has achieved 8kB, and had 8 interrupt sources, at the same time has disposed multichannel A/D transformation channel, high speed I/The O processing unit, is suitable for the more complex control system.After 90's, singlechip obtained the rapid development, the world each big semiconductor company has developed a function more formidable singlechip one after another. American Microchip Corporation had issued one kind of incompatible MCS-51 newgeneration of PIC series singlechip, has aroused the field widespread interest completely, its product only then 33 simplified the set of instructions to attract many users specially, caused the people to concentrate from the INTEL 111 complex instructions. The PIC singlechip has obtained the fast development, holds the small space in the field. The afterwards matter, the familiar singlechip public figures quite have been all clear, more monolithic aircraft types pour out, MOTOROLA Corporation had issued one after another the MC68HC series singlechip, Japan's several famous companies all developed a performance stronger product, but Japan's singlechip used in generally the special-purpose systems control, but did not look like company and so on INTEL puts in to the market forms the general singlechip. For example NEC Corporation produces the uCOM87 series singlechip, its representative works uPC7811 is one kind of performance quite outstanding singlechip. MOTOROLA Corporation's characteristic and so on MC68HC05 series its high speed low price has won many users. Zilog Corporation's Z8 series product representative works are Z8671, contains BASIC the Debug interpreter, enormous place then user. But American country half COP800 series singlechip then uses the advanced Harvard structure. ATMEL Corporation then perfectly unifies singlechip technology and the advanced Flash memory technology, has issued the performance quite outstanding AT89 series singlechip. Including company and so on China's Taiwan HOLTEK and WINBOND in abundance has also joined singlechip development ranks, by reason of their inexpensive superiority, shares cup of beautiful thick soup.In 1990 American INTEL Corporation promoted 80,960 super 32 singlechips to cause the computer stir, the product has put in the market one after another, became in singlechip history an important milestone. This period, in singlechip field, singlechip variety extraordinary splendour, competes to be the most unusual. Some 8, 16 even 32 machine, but 8 singlechips by its price inexpensive, the variety complete, the application software rich, the support environment were still full, characteristic and so on development convenience but are occupying the dominant position. But INTEL Corporation by reason of their abundant technology, the performance outstanding type and the good foundation, at present was still singlechip mainstream product. Only is the 90's intermediate stages, INTEL Corporation is busy is developing their personal computing microprocessor, not the enough energy continued singlechip technology which develops oneself creates leads, but by company and so on PHILIPS continues to develop the C51 series singlechip.3.Singlechip application domainSinglechip widely applies in the instrument measuring appliance, the domestic electric appliances, the medical equipment, domain and so on aerospace, special purpose equipment intellectualized management and process control, may divide the following several categoriesapproximately:(1). On intelligent instrument measuring appliance applicationSinglechip has the volume small, the power loss low, the control function strong, the expansion is nimble, merit and so on microminiaturization and easy to operate, widely applies in the instrument measuring appliance, the union different type sensor, may realize such as physical quantity the and so on voltage, power, frequency, humidity, temperature, current capacity, speed, thickness, angle, length, degree of hardness, element, pressure survey. Uses singlechip control to cause the instrument measuring appliance digitization, the intellectualization, the microminiaturization, also the function compares uses the electron or the digital circuit is more formidable. For example precise measurement equipment (dynamometer, oscilloscope, each kind of analyzer).(2). In industry control applicationMay constitute the various formats control system, the data acquisition system with singlechip. For example the factory assembly line intellectualized management, the elevator intellectualization control, each kind of alarm system, constitutes two cascade control systems with the computer networking and so on.(3).In domestic electric appliances applicationMay say like this that, the present domestic electric appliances basically have all used singlechip control, praised, the washer, the electric refrigerator, the air conditioner, the color television, other acoustic video frequency equipments from the electricity food, again to the electronic weighting equipment, all kinds of, omnipresent.(4).In computer network and correspondence domain applicationOf the modern singlechip has the correspondence connection generally, may very conveniently and the computer carries on the data communication,for provided the extremely good physical conditions application in between the computer network and the communication facility, the present communication facility basically has all realized singlechip intelligence control, from the handset, the telephone, the small program controlled switch, the building automatic correspondence ringing system, the train wireless correspondence, again the mobile phone which everywhere to the routine work in, the colony mobile communication, radio intercom and so on.(5).Singlechip in medical equipment domain applicationSinglechip quite is also widespread inmedical equipment use, for example medical life-support machine, each kind of analyzer, , ultrasound diagnosis equipment and hospital bed ringing system and so on. In addition, singlechip in the industry and commerce, the finance, the scientific research, the education, domain and so on national defense aerospaceall has the extremely widespread use.4.Singlechip development tendencyNow may say singlechip was all flowers blooms together, the time which hundred school of thought contended, in the world each big chip manufacture company has all promoted own singlechip, from 8, 16 to 32, innumerable, had everything expected to find, has compatibly with the mainstream C51 series, also had not not compatibly, but they unique, became mutually supplementarily, provided the broad world for singlechip application. Looks over singlechip developing process, may indicate singlechip development tendency, has approximately:(1). Low power loss CMOSThe MCS-51 series 8,031 promotes when the power loss reaches 630mW, but the present singlechip all about 100mW, along with more and more is generally low to singlechip power loss request, the present each singlechip manufacturer basic has all used CMOS (complementary metal oxide semiconductor craft). Looked like80C51 to use HMOS (namely high density metal oxide compound semiconductor craft) and CHMOS (supplementary high density metal oxide compound semiconductor craft). CMOS although power loss low, but because its physical characteristic decides its working speed insufficiently high, but CHMOS then had has been high speed and the low power loss characteristic, these characteristics, suited in are requesting the low power loss likely battery power supply the application situation. Therefore this kind of craft will be the main way which the next section of times singlechip will develop.(2). Miniature monolithicNow the conventional singlechip all is generally the central processor (CPU), the random access data storage (RAM), the read-only program memory (ROM), parallel and the serial communication connection, the interruption system, the timing circuit, the clock electric circuit integration on together the sole chip, the enlargement mode singlechip integrated like A/The D switch, PMW (pulse-duration modulation electric circuit), WDT (watch-dog), some singlechips (liquid crystal) actuate LCD the electric circuit all to integrate on the sole chip, such singlechip contains unit electric circuit more, the function is more formidable. Even singlechip merchant also may act according to the user requiremnet the body custom make, makes has oneself characteristic singlechip chip. In addition, present product universal demand volume small, weight light, this requests singlechip strong and the power loss is low besides the function, but also requests its volume to have to be small. Present many singlechips all have the many kinds of seals form, SMD (superficial seal) more and more receives welcome, to enable the system which constitutes by singlechip towards themicrominiaturized direction to develop.(3).Mainstream and multi- varieties coexistenceNow although singlechip variety is many, unique, but still as the core singlechip occupies the mainstream take 80C51, the compatible its structure and the command system have PHILIPS Corporation the product, the ATMEL Corporation's product and the Chinese Taiwan's Winbond series singlechip. Therefore C8051 was the core singlechip occupied the half of the country. But Microchip Corporation's PIC simplified the set of instructions (RISC) also to have the strong development tendency, the Chinese Taiwan's HOLTEK Corporation recent years singlechip output grows day by day, if the low price nature superior superiority, occupied a certain market minute volume. In addition also has MOTOROLA Corporation the product, the Japaneseseveral big companies' special-purpose singlechips. In the certain time, this kind of situation will be able to continue, will not have the monopoly aspect which some singlechip unified, will walk will be depends on for existence supplementarily, will complement one another, the communal development path.中文翻译单片机1. 单片机介绍单片机是一种集成电路芯片,应用超大规模技术把具有数据处理能力(如算术运算,逻辑运算、数据传送、中断处理)的微处理器(CPU),随机存取数据存储器(RAM),只读程序存储器(ROM),输入输出电路(I/O口),可能还包括定时计数器,串行通信口(SCI),显示驱动电路(LCD 或 LED 驱动电路),脉宽调制电路(PWM),模拟多路转换器A/D 转换器等电路集成到一块单块芯片上,构成一个最小然而完善的计算机系统。
人工智能身边的例子人工智能(Artificial Intelligence,简称AI)是指通过计算机科学和机器学习等技术,使机器具备模拟、理解、推理和学习人类智能的能力。
在现实生活中,人工智能已经渗透到我们的日常生活中,给我们的生活带来了很多便利和改变。
下面是符合标题内容的10个人工智能身边的例子。
1. 语音助手语音助手是我们常见的人工智能应用之一,如苹果的Siri、亚马逊的Alexa、谷歌的Google Assistant等。
它们可以通过语音识别和自然语言处理技术,帮助我们完成语音控制、提供信息查询、设置闹钟等各种任务。
2. 智能家居智能家居系统利用人工智能技术,通过与家庭设备的连接和智能化控制,实现智能家居的管理和控制。
比如,可以通过手机或语音助手控制智能灯光、智能插座、智能门锁等设备,实现远程控制和自动化管理。
3. 智能推荐系统在购物网站、视频网站等平台上,智能推荐系统通过分析用户的浏览和购买记录,利用机器学习算法来推荐用户可能感兴趣的商品或视频。
这样可以为用户提供个性化的推荐,提高用户的购买和观看体验。
4. 自动驾驶汽车自动驾驶汽车利用人工智能技术,通过感知、决策和控制等模块,实现车辆的自主驾驶。
它可以通过传感器感知周围的环境,利用算法进行决策和规划,然后控制车辆进行相应操作,实现自动驾驶。
5. 人脸识别人脸识别是一种通过图像或视频中的人脸特征进行身份验证和识别的技术。
人工智能的人脸识别技术已经广泛应用于公共安全、手机解锁、门禁系统等领域,提高了识别准确率和便利性。
6. 聊天机器人聊天机器人利用自然语言处理和机器学习技术,可以与人类进行对话交流。
它们可以帮助回答问题、提供信息、参与闲聊等,比如微信的小冰、微软的小娜等。
7. 智能翻译智能翻译利用机器学习和自然语言处理技术,可以实现不同语言之间的实时翻译。
例如,谷歌的翻译应用可以通过语音或文本输入,实时翻译成其他语言,方便用户在国际交流中的沟通。
智能建筑英语"智能建筑" 的英语翻译是"smart building"。
智能建筑是指利用先进的技术和系统,通过集成信息技术、自动化控制和能源管理等手段,提高建筑的运行效率、能源利用效率和居住者的舒适度。
以下是与智能建筑相关的一些英语词汇:●Home Automation: 家庭自动化,指通过集成技术来自动化家庭设备和系统的控制,提高生活的便利性和效率。
●Building Automation System (BAS): 建筑自动化系统,是一种集成控制系统,用于监控和调节建筑内的设备、照明、空调、供暖、通风等系统。
●Energy Management System (EMS): 能源管理系统,用于监测、控制和优化建筑的能源使用,以提高能源效率和降低能源成本。
●Smart Grid: 智能电网,是一种用于监控和优化电力系统的系统,可以提高电力分配的效率和可靠性。
●IoT (Internet of Things): 物联网,是指通过互联网连接和通信的各种设备和系统,可以在智能建筑中实现设备之间的互联互通。
●Sustainability: 可持续性,智能建筑通常注重使用可持续技术和材料,以减少对环境的影响并提高资源利用效率。
●Occupancy Sensors: 占用传感器,用于监测建筑内部空间的人员活动,以优化照明、空调等系统的使用。
●Facial Recognition: 面部识别技术,可以用于建筑的安全系统和门禁系统。
●HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning): 暖通空调系统,是智能建筑中重要的组成部分,通过自动控制来调节室内的温度和空气质量。
●Cloud Computing: 云计算,可用于存储和处理智能建筑中产生的大量数据。
这些词汇涵盖了智能建筑中涉及的多个方面,包括技术、能源管理、可持续性和安全等。
九幽501功能说明书一、产品概述九幽501是一款功能强大的多功能设备,具备多项实用功能,适用于各种场景和需求。
本说明书将详细介绍九幽501的各项功能及其使用方法。
二、功能一:智能语音助手九幽501内置了智能语音助手,可以通过语音指令来操作设备,提供便捷的使用体验。
用户只需通过语音说出指令,九幽501就能快速响应并执行相应操作。
智能语音助手支持多种语言,能够识别用户的语音指令并进行相应的操作。
三、功能二:健康监测九幽501还具备健康监测功能,能够实时监测用户的心率、血压、血氧等生理指标。
用户只需将手指放在九幽501的传感器上,即可得到准确的生理指标数据。
九幽501还能根据用户的生理指标数据提供相应的健康建议,帮助用户更好地管理自己的健康。
四、功能三:智能闹钟九幽501内置了智能闹钟功能,可以根据用户的设定,在特定时间播放闹钟提醒。
用户可以通过九幽501的界面设置闹钟的时间、音量和闹铃音乐,以满足不同用户的需求。
智能闹钟还支持多组闹钟设置,方便用户根据不同的日程安排进行设置。
五、功能四:音乐播放九幽501内置了音乐播放功能,用户可以通过九幽501播放本地存储的音乐文件或连接网络进行在线音乐播放。
九幽501支持多种音乐格式,用户可以根据自己的喜好选择不同的音乐进行播放。
九幽501还提供了多种音效调节选项,用户可以根据自己的需求进行调整,获得更好的音乐体验。
六、功能五:智能控制九幽501还具备智能控制功能,可以连接家庭智能设备,如智能灯泡、智能插座等。
用户可以通过九幽501的界面进行对家庭智能设备的控制,实现智能家居的便捷管理。
九幽501支持多种通信协议,能够与主流的智能设备进行兼容,提供广泛的智能控制能力。
七、功能六:智能导航九幽501内置了智能导航功能,可以帮助用户进行定位和导航。
用户只需输入目的地,九幽501就能提供最佳的路线规划和导航指引,帮助用户准确到达目的地。
九幽501还支持实时交通信息的查询,用户可以了解道路状况,避开拥堵路段,提高出行效率。
AI工具认识及使用方法人工智能(AI)是当今科技领域的热门话题,它已经在各个行业得到应用,显著提高了效率和便利性。
本文将介绍一些常见的AI工具,以及它们的认识和使用方法。
一、语音助手语音助手是一种基于自然语言处理技术的AI工具,通过声音识别和语义理解,能够与人进行对话和交流。
目前市场上最著名的语音助手是苹果的Siri、谷歌的Google Assistant和亚马逊的Alexa。
使用语音助手非常简单,只需说出指令或问题即可。
例如,“打开音乐”、“提醒我明天开会”等。
语音助手还可以与其他智能设备配合使用,控制家居设备或调整智能办公室的设置。
二、人脸识别技术人脸识别技术是一种通过摄像头或图像处理软件,对人脸进行检测和识别的AI工具。
它广泛应用于手机解锁、视频监控、人员考勤等领域。
使用人脸识别技术时,用户只需将脸部对准摄像头,系统会对脸部特征进行分析和对比,从而识别用户身份。
人脸识别技术的准确性和速度正在逐步提高,未来有望在更多场景中得到应用。
三、智能推荐系统智能推荐系统是一种通过分析用户的行为和喜好,给出个性化推荐信息的AI工具。
它广泛应用于网上购物、在线视频、社交媒体等平台。
智能推荐系统通过收集用户的历史数据,如购买记录、观看记录、点赞等,利用深度学习和机器学习算法进行分析和预测。
用户在使用平台时,系统会根据他们的兴趣和偏好,推荐他们可能感兴趣的产品、视频或内容,从而提高用户体验和购买转化率。
四、自动驾驶技术自动驾驶技术是一种通过AI技术和传感器设备,使汽车在无人驾驶的情况下行驶的工具。
它是AI领域的前沿技术之一,也是未来交通出行的重要发展方向。
自动驾驶技术利用激光雷达、摄像头、雷达等传感器设备,实时感知周围环境,并通过高精度地图和路径规划算法,控制汽车的转向、加减速等操作。
使用自动驾驶技术后,车辆可以实现自主导航、避障和自动泊车等功能,提高行驶安全性和驾驶舒适性。
五、智能翻译工具智能翻译工具是一种基于自然语言处理技术的AI工具,能够实时将一种语言翻译成另一种语言。
智能控制导论大作业学号:021151**姓名:**任课教师:吴**目录一、说明…………………………………………………………………I.文章出处…………………………………………………………二、论文翻译……………………………………………………………I.摘要……………………………………………………………… II.引言……………………………………………………………… III.背景信息…………………………………………………………… IV.神经网络整体结构……………………………………………… V.神经网络的整体的标定中的应用……………………………… VI.总结………………………………………………………………三、课程与论文关系……………………………………………………四、智能导论课程总结…………………………………………………一、说明本次大作业针对“Improved Calibration of Near-Infrared Spectra by Using Ensembles of Neural Network Models”文章进行翻译。
这篇文章摘自IEEE SENSORS JOURNAL, VOL. 10, NO. 3, MARCH 2010。
作者是Abhisek Ukil, Member, IEEE, Jakob Bernasconi, Hubert Braendle, Henry Buijs, and Sacha Bonenfant。
二、论文翻译利用神经网络模型整体对近红外光谱校正改进摘要:红外(IR)或近红外(NIR)光谱技术是用来识别一种混合物或来分析材料的组成的方法。
NIR光谱的校准是指利用光谱的多变量描述来预测各组分的浓度。
建立一个校正模型,最先进的软件主要使用线性回归技术。
对于非线性校正问题,基于神经网络的模型已经被证明是一个有意义的选择。
在本文中,我们提出了一个新的基于神经网络的扩展传统的方法,利用神经网络模型整体。
个别神经网络是从重采样与引导或交叉验证技术训练信息数据中获得。
在一个现实的校准实施例中得到的结果表明,该集合为基础的方法,会产生一个比传统的回归方法更显著更精确和鲁棒性强的校准模型。
关键词:自举,校准,计量学,交叉验证,傅立叶变换,近红外(NIR),近红外光谱仪,神经网络,光谱。
I.引言:红外(IR)或近红外(NIR)光谱技术是用来识别一种混合物或来分析材料的组成的方法。
这是通过学习物质与红外光间相互作用而完成的。
红外/近红外光谱是指红外光的吸收为波长的函数。
在红外光谱中,考虑的频率范围通常是14000和10厘米分之一。
注意,所施加的频率刻度是波数(以厘米倒数为单位),而不是波长(以微米为单位)。
该材料在不同频率下的吸收测定中的百分比。
“化学计量学”是数学和统计方法的应用,以化学数据的分析,例如,多元校正,信号处理/调节,模式识别,实验设计等。
在化学计量学,校准是通过使用光谱多变量描述符来预测不同成分的浓度来实现。
在本文中,我们提出并分析采用基于神经网络的校正模型整体。
整体的个别型通过重新取样与引导或交叉验证技术的原始训练数据的实现。
该集成模型被示为导致显著改善预测精度和鲁棒性,当与常规的校准方法相比。
在本文的其余部分安排如下。
在第二节中,提供有关工作的背景信息。
这包括使用的光谱仪,数据采样,目前最先进的校准方法和基于神经网络的校准模型的信息。
第三节介绍了利用神经网络整体的概念。
神经网络模型的集成应用校准的目的的一个例子是在第四节和第五节总结了我们的结论。
II.背景信息:A.仪器在这项研究中,傅立叶变换近红外光谱仪,型号ABB FTLA2000-160,FTPA2000-160,从ABB 分析(BOMEM),魁北克,加拿大被使用。
B.数据集和样品光谱在本研究中使用的数据是一组493个样本的清洗液,主要是用来从计算机芯片的硅表面上去除微粒。
该溶液具有两个化学成分,以下简称为组件1或C 1和组分2或C 2。
部件1的浓度是在大约的范围从0%到3%,并且该组件2从0%至7%,其余成分为水。
这样的解决方案以不同浓度的组分1和2的光谱收集在不同温度下,并用前面提到的光谱仪。
样品光谱的测定在单光束方式,然后转化成相对于一个参考光谱的相对吸收光谱。
这显示在图1图1.样品的光谱采集从图1,可以看出,下面5000厘米-1区域不能使用,因为它是低于检测器的截止限制,并且5000-7200厘米-1之间的区域经常被水饱和。
通常,我们使用了范围7600和11000厘米-1之间,其中光谱不是太嘈杂,而吸光率低于1。
采集后,其光谱基线被校正,和用于整个实验的相应的493光谱示于图2。
图2.493本研究中使用的光谱基线校正C.校准计量学发现从频谱,导致在材料的组合物所期望的信息模型参数的过程称为校准。
在化学计量学,校准是通过使用光谱多变量描述符来预测各组分的浓度来实现。
在化学计量校准的顺序的步骤示于下图。
光谱先经过预处理的标准技术,如多元散射校正,基线校正,Savitzsky-Golay平滑等,以补偿由于不同类型的仪器变化,改变在实验室条件下,改变了探针,等等。
在此之后,修正的光谱变换成特征矢量与数据点的数量减少。
使用诸如简单的波长选择(如技术,选择每一个这是通过n次波数),偏最小二乘(PLS),主成分分析(PCA)等数据减少是必要的,以避免校正模型,这将导致不好结果的过度拟合。
之后的预处理和数据还原步骤,回归模型是使用频谱特征向量和从实验室试验所测量的化学物浓度建立。
相应的校准模型可以是线性的(例如,线性回归)或非线性(如神经网络)。
图3. 在近红外光谱的校准的典型步骤图4.一个多层感知器的基本结构D.校正的神经网络为基础的模式人工神经网络(ANN,或者NNS)是由生物神经系统的启发,并包含简单的处理单元(人工神经元)且由加权连接互连。
主要使用结构是一个多层前馈网络(多层感知器),即在节点(神经元)被布置在多个层(输入层,隐含层,输出层)和信息流是唯一的相邻层,见图4。
一种人工神经元是一个非常简单的处理单元。
它可以计算其输入的加权和,并把它传递通过一个非线性传递函数来产生输出信号。
在主要使用的传递函数是所谓的“S形”或“挤压”作用,压缩一个无限大的输入范围是有限的输出范围。
神经网络可以被“训练”,以解决难以通过常规的计算机算法来解决问题。
训练是指连接权重的调整,基于多个训练实例是由指定的输入和相应的目标输出。
训练是一个渐进的过程,其中一个训练样本的每个演示文稿后,进行权重调整,以减少网络和目标输出之间的差异。
流行的学习算法是梯度下降(例如,误差反向传播),赫布学习,径向基函数的调整等。
虽然目前的最先进的校准软件主要依靠线性回归,神经网络越来越多地用于化学计量校准的目的,特别是当光谱和组分浓度之间的关系被怀疑是非线性的。
例如,讨论了利用人工神经网络作为可能的候选人的近红外光谱数据的多元校正。
Geladi用PLS和ANN建立校正模型,并Duponchel利用人工神经网络用于近红外光谱仪的标准化。
Benoudjit比较了不同的非线性技术和人工神经网络识别为基础的方法是一个很有前途的技术为化学计量校准。
Kohonen 神经网络已用于校准的问题在吸收光谱由海顿和古达克采用基于神经网络技术的标准化和质谱仪实验室间的校准。
对于神经网络的应用程序的校验问题的其他例子由布里尔顿引用。
我们目前工作的动机,超越了利用神经网络的近红外光谱仪的校准。
为了提高基于ANN 的校准方法的精度和鲁棒性,我们建议使用一个的整体的神经网络模型。
在本文的其余部分,相应的方法将被引入讨论,最后施加到所述数据集中的第Ⅱ-B 。
III.神经网络整体结构A 预测模型的组合非线性校正模型,如神经网络,有许多比传统的线性回归模型的优势。
神经网络的弱点,就是相应的学习算法只能保证收敛到最近的局部最优。
不同的初始权重,例如,可能会因此导致不同的校准模式。
另一方面,可以变成以神经网络为基础的校准方法的另一个优点。
众所周知,不同的预测模式的组合可以导致预测精度大幅度提高。
此外,相应的集合预测也比单一模型的预测更强劲。
在这里,我们限制我们的讨论,以最简单的组合(即算术平均)n 个人预测。
使用一些代数,我们可以证明下面的有趣的关系:其中:也被称为“模糊”,并代表该个体的预测的方差。
方程表明,该集合的预测误差总是比单独预测的平均预测误差小。
我们还看到,在准确的增益与个人的预测(前提是他们的平均预测误差不按比例增长)之间的分歧日益增大。
神经网络特别适合于产生不同的单独的预测模型。
我们可以,例如,改变网络的体系结构(例如,隐藏单元的数量)或简单地使用不同的初始权值或训练样本的不同子集。
在我们的分析中,我们主要用来引导和交叉验证,以产生不同的神经网络的校正模型的整体。
这两种技术进行了简要简要说明。
B .自举个体神经网络的训练与不同的训练集是从训练样本集随机选择的样本生成。
因此,所有的训练集的样本数与原来的训练集相同,但在每一组中,一些样品发生丢失而一些发生几次丢失。
最初开发估计的统计估计的抽样分布。
从有限的数据,自举技术在无数的工程领域得以应用。
C.交叉验证整体 在神经网络的“交叉验证整体”,从现有的一套产生不同的训练集留出一个给定数量的训练样本样品。
该训练集对个体校正模型,因此,所有的组成样品,并且它们应优选被选择,使得它们具有最小的重叠。
D.置信区间的估计 可以证明,预测的标准偏差,即模糊的平方根可以用于构造置信区间的集合预报:其中取决于所需的置信水平。
必须指出的是,这些置信区间仅反映了模型的不确定性,对于一组给定的训练样本并且不包括出现的。
例如,从测量误差,并从不同的测量条件下预测的不确定性。
标准差之间的相关性和预测误差呈现从一个简单的测试一些说明性的结果与数据的数量有限(20培训和60的测试样品,从数据集,在所述取第Ⅱ-B )。
结果示于图5,其指的是10线性回归模型的整体对于组分1(基于频谱的前六个主要部件和在该测量是在温度)。
个别线性回归模型对应不同的自举训练集。
图5.置信区间来自对光谱数据校准的一个简单的集成模型,图1表明,20个训练样本图2显示60个测试样品从DataSet中提到的第II-BIV.神经网络的整体的标定中的应用在本节中,我们使用基于神经网络的校正模型整体这一概念中描述的示例数据集的优势来进行仿真演示。
对于第一组测试结果,我们开始了训练组包括27个样品,从现有的493样品,即随机选择的,我们有466样本作为测试数据。
在每次迭代中,我们再加入30个随机选择的样本训练集。
对于特征矢量的结构,我们使用PLS 和PCA 与5的系数。
要生成整体的个别型号,我们采用自举(70引导模式)或交叉验证(离开了样本的20%)。